Esquemes i mètodes típics per arrencar motors síncrons
Per assegurar el funcionament s’utilitzen unitats elèctriques potents motors elèctrics sincrònics. Han trobat aplicació en plantes de compressor, bombes, sistemes, laminadors, ventiladors. S’utilitzen en metal·lúrgia, ciment, petroli i gas i altres indústries on és necessari utilitzar equips d’alta potència. En aquest article, decidim dir als lectors del lloc Elecroexpertcom es poden posar en marxa els motors sincronitzats.
Avantatges i desavantatges
Els motors sincrònics són estructuralment més complicats que els asincrònics, però presenten diversos avantatges:
- El funcionament de motors elèctrics sincrònics depèn en menor mesura de les fluctuacions de la tensió de la xarxa de subministrament.
- En comparació amb les asíncrones, tenen major eficiència i millors característiques mecàniques de dimensions més reduïdes.
- La velocitat de rotació és independent de la càrrega. És a dir, les fluctuacions de càrrega en l’interval de funcionament no afecten la velocitat.
- Poden treballar amb sobrecàrregues importants de l’eix. Si es produeixen sobrecàrregues màximes a curt termini, un augment del corrent en la liquidació de camp compensa aquestes sobrecàrregues.
- Amb un mode de corrent d’excitació seleccionat òptimament, els motors elèctrics no consumeixen i no transfereixen energia reactiva a la xarxa, és a dir. cosϕ és igual a un. Els motors, que treballen amb sobreexcitació, són capaços de generar energia reactiva. El que els permet utilitzar no només com a motors, sinó també com a compensadors. Si es necessita energia reactiva, s’aplica un voltatge augmentat a la bobina de camp.
Amb totes les qualitats positives dels motors elèctrics síncrons, tenen un inconvenient important: la complexitat de la posada en marxa. No tenen un parell inicial. Per començar, cal un equipament especial. Això ha limitat molt de temps l’ús d’aquests motors.
Mètodes d'inici
Els motors elèctrics sincrònics es poden posar en marxa de tres maneres: utilitzant un motor addicional, asíncron i de freqüència. A l’hora d’escollir un mètode, es té en compte el disseny del rotor.
Es realitza amb imants permanents, amb excitació electromagnètica o combinats. Juntament amb la bobina de camp, es munta sobre el rotor un enrotllament de curtcircuit, una gàbia d'esquirols. També s’anomena enrotllament.
Començant amb un motor reforçador
Aquest mètode d’inici rarament s’utilitza a la pràctica, perquè és difícil d’implementar-lo tècnicament. Cal un motor elèctric addicional que estigui connectat mecànicament al rotor del motor síncron.
Amb l'ajuda d'un motor accelerant, el rotor no s'ataca a valors propers a la velocitat de gir del camp de l'estator (a velocitat síncrona). A continuació, s'aplica una tensió constant al bobinat de camp del rotor.
El control es realitza mitjançant bombetes connectades paral·lelament a l'interruptor de circuit, que subministra tensió als bobinats de l'estator. L’interruptor s’ha de desactivar.
En el moment inicial, les làmpades parpellegen, però quan aconsegueixen la velocitat nominal, deixen d’encendre’s. En aquest punt, s’aplica tensió als bobinatges de l’estator. Aleshores, el motor elèctric síncron pot funcionar de manera independent.
Després el motor addicional es desconnecta de la xarxa i, en alguns casos, es desconnecta mecànicament. Aquestes són les característiques de començar amb un motor accelerat.
Inici asíncron
El mètode d’inici asíncron és, amb molt, el més comú. Aquest inici va ser possible després d'un canvi en el disseny del rotor. El seu avantatge és que no es necessita un motor accelerador addicional, ja que a més del bobinatge de camp, es van muntar barres de gàbia d'esquirol de curtcircuit al rotor, cosa que va permetre la seva arrencada en mode asíncron. Sota aquest estat, es va utilitzar àmpliament aquest mètode de posada en marxa.
Recomano immediatament veure un vídeo sobre el tema:
Quan s’aplica tensió al bobinat de l’estator, el motor s’accelera en mode asíncron. Després d’arribar a revolucions properes a la nominal, el bobinament d’excitació s’activa.
La màquina elèctrica entra en mode de sincronisme. Però no tan senzill. Durant la posada en marxa, apareix una tensió en el bobinatge de camp, que augmenta a mesura que augmenta la velocitat. Crea un flux magnètic que afecta els corrents estatoris.
En aquest cas, es produeix un pare de frenada, que pot aturar l’acceleració del rotor. Per reduir els efectes nocius del bobinat de camp, es connecten a una resistència de descàrrega o de compensació. A la pràctica, aquestes resistències Són grans caixes pesades on s’utilitzen espirals d’acer com a element resistent. Si no es fa, es pot produir un desglossament de l'aïllament a causa de la tensió creixent. El que resultarà en una fallada de l'equip.
Després d’assolir la velocitat subcrònica, les resistències es desconnecten del bobinat d’excitació i se li subministra una tensió constant des del generador (al sistema generador-motor) o del excitador de tiristor (aquests dispositius s’anomenen VTE, TVU i així successivament, segons la sèrie). Com a resultat, el motor entra en mode sincrònic.
Els desavantatges d’aquest mètode són els grans corrents d’introducció, cosa que provoca un comportament important en la tensió d’alimentació. Això pot conduir a l’aturada d’altres màquines síncrones que operen en aquesta línia, com a resultat del funcionament de les proteccions de baixa tensió. Per reduir aquest efecte, els circuits de bobinatge de l'estator estan connectats a dispositius de compensació que limiten els corrents d'introducció.
Pot ser:
- Resistències o reactors addicionals que limiten els corrents d’introducció. Després de l’acceleració, es trontollen i s’aplica la tensió de xarxa als enrotllaments de l’estator.
- L’ús d’autotransformadors. Amb la seva ajuda, el voltatge d’entrada disminueix. En arribar a una velocitat de rotació del 95-97% del treball, es produeix la commutació. Els automotransformadors estan apagats i s’aplica tensió de corrent altern als bobinats. Com a resultat, el motor elèctric entra en mode de sincronització. Aquest mètode és tècnicament més complex i car. I els autotransformadors solen fallar. Per tant, a la pràctica, aquest mètode rarament s’utilitza.
Freqüència d’inici
L’arrencada amb freqüència de motors síncrons s’utilitza per iniciar dispositius d’alta potència (d’1 a 10 MW) amb una tensió de funcionament de 6, 10 KV, tant en el mode d’inici fàcil (amb la naturalesa del ventilador de la càrrega) com amb un arrencada intensa (accionaments de molins de boles). A aquests propòsits, hi ha dispositius d’arrencada de freqüència suau.
El principi de funcionament és similar als dispositius d’alta tensió i baixa tensió que operen segons el circuit del convertidor de freqüència.Proporcionen un parell inicial fins a arribar al 100% del nominal, i també proporcionen el llançament de diversos motors des d'un sol dispositiu. A continuació, veieu un exemple de circuit amb un arrancador suau, que s’encén per al moment en que el motor s’engega i, després, s’elimina del circuit, després del qual el motor es connecta directament a la xarxa.
Sistemes d’excitació
Fins fa poc, s’utilitzava un generador independent d’excitació per excitació. Estava situat al mateix eix amb un motor elèctric síncron. Aquest esquema encara s’aplica en algunes empreses, però està desfasat i ara no s’aplica. Ara, per regular l’excitació, s’utilitzen patògens del tiristor VTE.
Proporcionen:
- mode d’inici òptim del motor síncron;
- mantenir un corrent de camp determinat dins de límits predeterminats;
- regulació automàtica de la tensió d’excitació en funció de la càrrega;
- limitació del màxim i mínim corrent d’excitació;
- augment instantani del corrent d’excitació mentre baixa el voltatge d’alimentació;
- amortiment del camp del rotor quan es desconnecta de la xarxa de subministrament;
- supervisió de l’estat d’aïllament amb notificació de falles;
- proveu una comprovació de l’estat del bobinatge de camp quan el motor està en ralentí;
- Treballa amb un convertidor d’alta tensió, proporcionant una posada en funcionament asíncrona i síncrona.
Aquests dispositius són altament fiables. El principal desavantatge és l’elevat preu.
Com a conclusió, observem que la manera més habitual de posar en marxa motors sincrònics és l’arrencada asíncrona. Pràcticament no he trobat l’aplicació de començar a utilitzar un motor elèctric addicional. Al mateix temps, un inici de freqüència, que permet resoldre automàticament els problemes d’inici, és bastant car.
Materials relacionats:
Carregant ...
